本发明涉及一种mxene改性混凝土早强剂及其制备方法，属于混凝土外加剂
技术领域：
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背景技术：
：混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度的外加剂，其主要作用机理在于加快水泥水化速率，促进混凝土早期强度的发展。早强剂主要用于混凝土制品、蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。在冬季施工或有早强要求的混凝土工程中掺早强剂，以求尽快达到临界强度，防止冻坏是目前普遍采用的方法。该方法具有成本低廉，简单易行的特点。到目前为止，人们已先后开发氯盐、硫酸盐、硝酸盐、甲酸钙等早强功能组分，并且在早强剂的基础上，生产并应用多种复合型早强剂。目前，随着技术的日益进展、市场的逐渐完善，工程要求的不断提高，传统类型的早强剂已不能满足绿色、高性能混凝土的要求。传统早强剂使得混凝土后期强度减弱，加快混凝土内部钢筋的锈蚀以及增加受硫酸盐侵蚀破坏风险，另外，有机类早强剂的掺量难以控制，混凝土中水化产物复杂多变，与无机盐类早强剂复合后难以被充分利用。专利201710509963.8公开了一种混凝土早强剂的制备方法，它是由纤维素、乙酰胺和水混匀，并用氢氧化钠溶液调节ph后保温反应，再加入溴代十八烷混合过滤，收集滤渣洗涤、风干，随后收集风干物与四氢呋喃、正丁基锂、二甲基甲酰胺反应出料，再收集出料物与γ-氨丙基三乙氧基硅烷混匀蒸馏，最后将蒸馏剩余物与纳米二氧化钛、硅酸铝混合，收集搅拌混合物后制得的。一方面，该专利利用的制备工艺复杂，难以进行规模化的生产，另一方面，该早强剂掺入混凝土难以有效提高混凝土各龄期强度。又如专利201910437581.8公开了一种混凝土早强剂及其制备方法，该制备方法简单，在一定程度上能够减缓混凝土中钢筋的腐蚀，但该早强剂中含有氯离子和硫酸根离子，为后期混凝土的耐久性能的减弱埋下隐患。另外，制作该早强剂的原料中含有亚硝酸钠组分，虽然其防冻性能好，但具有毒性的亚硝酸钠难以满足绿色建筑的要求。综上所述，现有的混凝土早强剂存在难以有效提高混凝土各龄期强度，混凝土的耐久性能减弱，不能满足绿色建筑的要求的缺点。技术实现要素：目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种mxene改性混凝土早强剂及其制备方法，解决现有早强剂早期强度提高不明显，后期强度降低、耐久性下降的问题。技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种mxene改性混凝土早强剂，包括如下组分：mxene20~50份；乙酸盐5~35份；溴化物15~35份；氟化钙10~20份；三乙醇胺2~10份。进一步地，所述mxene为ti3c2tx、ti2ctx、v2ctx、nb2ctx中的一种，其中tx为-oh官能团或/和-f官能团。进一步地，所述乙酸盐为乙酸钠，或者乙酸钠与乙酸钙的混合物。进一步地，所述乙酸钠与乙酸钙的混合物中，乙酸钙与乙酸钠的重量分数比为1：（1-4）。进一步地，所述溴化物为溴化锂、溴化钠、溴化钙中的一种或者其中两者的混合物。进一步地，所述溴化物为溴化锂和溴化钠的混合物时，溴化锂与溴化钠的质量分数比为（2.5-6）：1。进一步地，所述溴化物为溴化锂和溴化钙的混合物时，溴化锂与溴化钙的质量分数比为1：（3-5）。进一步地，所述溴化物为溴化钙和溴化钠的混合物时，溴化钙与溴化钠的质量分数比为（1.5-4）：1。一种mxene改性混凝土早强剂的制备方法，包括如下过程：将mxene、乙酸盐、氟化钙、溴化物按比例在混料机中混合均匀后，加入三乙醇胺后研磨得到早强剂。有益效果：本发明提供的一种mxene改性混凝土早强剂，具有提高混凝土早期强度，保持混凝土后期强度的持续增长，改善混凝土耐久性的特点；各组分无氯、低碱、低温早强、低掺量且均符合绿色建筑的要求。本发明提供的mxene改性混凝土早强剂的制备方法工艺简单，方便实施，不受现场环境的干扰。具体实施方式下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。实施例1一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量份数如下：mxene30份；乙酸钠20份；溴化钠25份；氟化钙20份；三乙醇胺5份。mxene改性混凝土早强剂的制备方法，包括如下过程：将mxene、乙酸钠、氟化钙、溴化钠按比例在混料机中混合均匀后，加入三乙醇胺后研磨得到该早强剂。实施例2一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量分数如下：mxene25份；乙酸钠30份；溴化钠25份；氟化钙10份；三乙醇胺10份。实施例3一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量分数如下：mxene28份；乙酸钠35份；溴化钠15份；氟化钙20份；三乙醇胺2份。实施例4一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量份数如下：mxene25份；乙酸钠30份；溴化钠20份；氟化钙20份；三乙醇胺5份。实施例5一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量份数如下：mxene35份；乙酸钠15份；乙酸钙15份；溴化锂4份；溴化钙16份；氟化钙10份；三乙醇胺5份。实施例6一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量份数如下：mxene35份；乙酸钠25份；乙酸钙15份；溴化锂10份；溴化钠3份；氟化钙10份；三乙醇胺2份。实施例7一种mxene改性的混凝土早强剂，各组分及重量份数如下：mxene35份；乙酸钠25份；溴化钙12份；溴化钠3份；氟化钙20份；三乙醇胺5份。实施例2~7的早强剂的制备方法与实施例1相同，不再赘述。性能测试实验一：按照水胶比0.5，胶砂比为1:3，然后分别加入实施例1-7所得的早强剂成型成标准水泥胶砂试件，早强剂与水泥的重量比为2:100。所用水泥为海螺牌p.o.42.5普通硅酸盐水泥；在20℃的环境温度下以及95%的环境湿度下，养护3d、7d、28d龄期的标准胶砂试块，每组取3块。试件养护结束后，依规范进行水泥胶砂试件抗压强度测试，记录并计算测试值。对比例为未掺早强剂的试块，实验结果如下表1所示：表1各水泥胶砂试件力学性能表数据分析：从表1可以看出，该早强剂掺入水泥胶砂中，水泥胶砂的3d抗压强度比未掺早强剂的水泥胶砂抗压强度最高增长可达到102%，抗折强度最高增长高达61%，随后强度一直保持高速增长；7d抗压强度最高增长高达97%，抗折强度最高增长高达158%；28d抗压强度最高增长高达69%。当早强剂组分中溴化物占比较多时，胶砂早期强度较高；当早强剂组分中乙酸盐占比较多时，早强剂早期强度提升较快，这种增长趋势一致延续28天甚至更久。由此，本发明所述早强剂使得混凝土早期强度大幅度提升，早强剂的后期强度也得到了进一步的增长。性能测试实验二：水胶比为0.5，胶砂比为1:3，加入实施例1-7所得的早强剂成型成水泥胶砂试件，该试件尺寸为φ100mm×50mm，早强剂与水泥的重量比为2:100；所用水泥为海螺牌p.o.42.5普通硅酸盐水泥。在20℃的环境温度下以及95%的环境湿度下，养护28d后进rcm非稳态电迁移试验，得到该试件的氯离子渗透系数，如下表2所示。对比例为未掺早强剂的试块。表2各试件的氯离子渗透系数表数据分析：由上表2可以看出，各组实例与空白样进行对比后发现，掺加了早强剂的试件，氯离子渗透能力减弱，最高可削弱氯离子渗透系数达55%，最低为20%。水泥胶砂试件抵抗氯离子渗透性能变强。混凝土掺入本发明所述mxene改性混凝土早强剂后，混凝土抵抗氯离子侵蚀的能力明显增加，混凝土耐久性能得到改善。性能测试实验三：水胶比为0.5，胶砂比为1:3，加入实施例1-7所得的早强剂成型成水泥胶砂试件，试件尺寸为40mm×40mm×160mm，早强剂与水泥的重量比为2：100，所用水泥为海螺牌p.o.42.5普通硅酸盐水泥。在20℃的环境温度下以及95%的环境湿度下，放入饱和ca(oh)2溶液中浸泡91天养护，干燥后再静置一天，然后放于5%na2so4溶液中浸泡一天，如此反复15次，30天后测试该试件的重量，计算重量损失率。计算公式如下：该公式中，w0是指试件养护91天后的初始重量，w30是指反复浸泡处理30天后试件的重量，m为重量损失率。得到各试件的重量损失率如下表3所示，对比例为未掺早强剂的试件。表3各试件的重量损失率试件对比例实例1实例2实例3实例4实例5实例6实例7重量损失率1.10%0.78%0.84%0.50%0.24%0.67%0.74%0.54%降低率-29%24%55%78%39%33%51%数据分析：从上表3可以发现，掺入本发明所述改性早强剂后，水泥胶砂的重量损失率明显减弱，与对比例相比降低率最高为78%，最低为24%，水泥胶砂试件的抗硫酸盐侵蚀能力增强。综合上述三个性能试验结果，本发明所述的混凝土早强剂具有使得混凝土早期强度有所提高，后期强度有所增长，混凝土的耐久性能有所改善的特点。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12